NFC技术普及篇——看一次就明白的NFC技术

NFC（Near Field Communication），即“近场通信”，顾名思义，这是一种短距离的高频无线通信技术，电子设备可以在彼此靠近的情况下进行数据交换。

近场通信，是在13.56MHz频率运行于20厘米距离内，其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。

具体来说，它是通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。

2003年，索尼和飞利浦共同研制开发NFC；2004年，两大巨头又与诺基亚合作，创建NFC论坛，开始推广NFC的应用。

而这个技术是由免接触式射频识别（RFID）演变而来。但是，NFC与RFID看似相似，但其实有很多区别，因为RFID本质上属于识别技术，而NFC属于通信技术。

区别1. 工作频率

NFC的工作频率为13.56MHz；而RFID的工作频率有低频（125KHz-135KHz），高频（13.56MHz）及超高频（860MHz-960MHz）。  

区别2. 工作距离

NFC的工作距离一般小于10cm，从而更好地保证业务的安全性；而RFID因具有不同的频率，其工作距离在几厘米到几十米不等。

区别3. 工作模式

NFC同时支持读写模式和卡模式；而在RFID中，读卡器和非接触卡是独立的两个实体，不能切换。

区别4. 点对点通信

NFC支持P2P模式；RFID不支持P2P模式。

区别5. 应用领域

NFC多数应用在门禁，公交卡，手机支付等领域；而RFID更多的工作在生产，物流，跟踪和资产管理上。

这是一种主动模式，数据在NFC芯片中，好比“刷标签”。

通过支持NFC的电子设备从带有NFC芯片的标签、贴纸、名片等媒介中读写信息。当设备向NFC读写数据时，它会发送某种磁场，而这个磁场会自动的向NFC标签供电，因此不需要外部供电。

相较于读卡器模式，这是一种被动模式。可以当作“刷手机”，数据在支持NFC的手机或其它电子设备中。

简单来说，支持NFC的手机或其它电子设备被模拟成一张卡，例如借记卡、公交卡、门禁卡等。它的基本原理是将相应IC卡中的信息凭证封装成数据包存储在支持NFC的外设中 。

这种模式，在使用时还需要一个NFC射频器。这个射频器如同刷卡器，手机或其它设备靠近NFC射频器，手机就会接收到NFC射频器发过来的信号，在通过一系列复杂的验证后，将IC卡的相应信息传入NFC射频器，最后这些IC卡数据会传入NFC射频器连接的电脑，并进行相应的处理。

移动设备主要以这种模式操作，可以大幅降低功耗，并延长电池寿命。

这是一种双向模式，通常用于不同NFC设备之间进行数据交换，相当于两个设备都处于主动模式。不过这个模式已经没有“刷”的感觉了，其有效距离一般不能超过4厘米。

点对点模式的典型应用是两部支持NFC的手机或平板电脑实现数据的点对点传输，例如，交换图片或同步设备联系人。因此，通过NFC，多个设备如数字相机，计算机，手机之间，都可以快速连接，并交换资料或者服务。

有人会说，这个模式类似于蓝牙、红外。但它的传输建立速度要比红外和蓝牙技术快很多，传输速度却不如蓝牙。

NFC、蓝牙、红外对比：

NFC由来已久，为什么近几年才进入我们的视线？日本最早开始推广NFC，可是在其它地区市场似乎一片惨淡。2004年，诺基亚推出了世界上第一款NFC产品——诺基亚3220，但由于并无实用的功能，NFC也只能作为一个噱头。

直至今日，随着移动支付的普及，NFC技术又重新成为各大手机制造商的宠儿。

相对于扫码付款模式，NFC的接触付款模式显然更加快捷和安全。

目前，各大银行都推出了“手机钱包功能”，手机厂商也在手机中加入“钱包功能”（如：Apple Pay、Samsung Pay、Mi Pay等）可以直接用手机“刷卡”支付。

在交通出行方面，通过NFC设备触碰闸机口的读卡区域，可以自动打开闸道，这是将交通卡的功能集成到NFC 设备之上。在英国伦敦，有8500辆公交车支持NFC支付，乘客可以使用借记卡、信用卡或充值卡在NFC读取器上支付交通费用。

让手机作为银行卡和交通卡使用，都是通过卡模拟来实现的。

类似于手机蓝牙，在两台手机都将NFC功能开启后，将手机靠近即可建立连接，之后就可选择传输或接收文件。

现在很多相机、照片打印机，也通过NFC进行图片快速传输，方便又快捷。

对于图书而言，一直存在的争议是电子图书是否会替代纸质图书，NFC 技术的到来，也将改变图书出版的原有模式。

2012年，美国的阿尔伯克基城推出了NFC 图书，图书集成了八个NFC 芯片，通过NFC 设备读取可以浏览多媒体，互动性、信息娱乐、个性化、社交媒体等都可以添加，如此可以带来不一样的阅读体验，特别是在视频、游戏、社交功能的添加之后，纸质图书也变得缤纷多彩。

NFC 在零售中的应用也逐渐普及。2012年10月，法国Casino连锁超市宣布试点全球第一个NFC 超市，在超市中，用户通过NFC 手机读取货架当中的商品NFC 标签，随后顾客的NFC 手机将显示商品的成分列表、供货信息、视频资料、价格等相关信息。同时，超市可以通过标签读取的次数，了解消费者喜好，进一步安排货架的人性化摆放，促进消费。

说起NFC技术，不得不说说其芯片的主要厂商。就目前来看，NFC芯片基本被国外厂商垄断，其中恩智浦、意法半导体、法国颖设为三大主流NFC芯片厂商。

NXP于2006年从飞利浦（Philips）电子公司独立出来。1994年NXP就开发出MIFARE技术，虽然标准未被纳入NFC Forum，但基于此两种标准的MIFARE卡目前被欧美的交通运输市场广泛采用。NXP以此优势，推出市场上唯一同时相容MIFARE标准与NFC Forum标准的产品，增加其晶片在国际间的通用性。

目前，交通运输与手机的NFC芯片市场几乎被NXP所垄断，在移动支付领域占得一席之地。

Inside Secure，前身为Inside Contactless,专注于NFC技术以及交易安全技术的开发，因此产品多为用于智慧卡的NFC芯片;2010年，并购爱特梅尔（Atmel）的安全元件部门，且改名为Inside Secure，宣示该公司着重于NFC安全元件开发的决心，于2012年开发出该公司第一颗NFC安全元件。虽然目前该公司以安全元件开发为主轴，但并未放弃智慧卡NFC芯片的主导权。

由于意法半导体与ARM合作，基于其处理器架构上，开发多达四百五十种的MCU，包含了从高运算速度到低运算速度的产品，这些MCU只要与NFC控制器作整合，就可以搭载在不同的终端类型产品进行NFC的应用，让业者可由应用面及价格来做最佳选择。

ST意识到安全元件在行动支付应用的重要性，也开发安全元件的MCU。在NFC的安全元件MCU方面，由于不同类型终端业者所需要的安全元件模式不同，所以同时开发三种安全元件模式的产品（内嵌于行动电话、内嵌于micro SD卡及内嵌于SIM卡）。  

此外，索尼、飞利浦、英飞凌、博通等都有研发NFC芯片。      

NFC还有许多功能处于研发阶段，并没有完全走进我们的生活，全球各地还在研究NFC的潜力。

最新的iPhone XS、iPhone XR都把NFC支付作为继续沿用的支付手段，华为、小米、三星、魅族等品牌逐渐将NFC功能作为标配，可以想象，不久之后，NFC技术将被更加广泛地应用到我们的衣、食、住、行方方面面。

未来可期......